Een lucht-water warmtepomp haalt energie uit de buitenlucht en zet die om in warmte voor de woning. Het systeem kan worden aangesloten op vloerverwarming of radiatoren en kan ook sanitair warm water produceren. De investering ligt lager dan bij een geothermische warmtepomp omdat er geen grondboring nodig is.
De buitenunit onttrekt via een warmtewisselaar en koelmiddel warmte aan de buitenlucht. Een compressor verhoogt vervolgens de druk en temperatuur, waarna de opgewekte warmte wordt overgedragen aan het watercircuit van de woning. Dat water stroomt naar de vloerverwarming of radiatoren. Vervolgens doorloopt het koelmiddel opnieuw dezelfde cyclus. Afhankelijk van het toestel blijft deze werking mogelijk bij buitentemperaturen tot -25 °C.
Een lucht-water warmtepomp kan zowel bij nieuwbouw als renovatie worden toegepast. Bij renovaties is ook een hybride opstelling mogelijk, waarbij de warmtepomp wordt gecombineerd met een bestaande cv-ketel. De isolatiegraad van het gebouw heeft een belangrijke invloed op het rendement. Lage-temperatuursystemen zoals vloerverwarming en ventilo-convectoren leveren daarbij het hoogste rendement.
Naast de verwarming van de woning kan een lucht-water warmtepomp verschillende functies combineren. Koelen gebeurt actief en vraagt daardoor meer energie dan de passieve koeling van een geothermisch systeem.